EP2923918B1 - Insassenschutzvorrichtung für ein fahrzeug - Google Patents

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EP2923918B1
EP2923918B1 EP15000549.4A EP15000549A EP2923918B1 EP 2923918 B1 EP2923918 B1 EP 2923918B1 EP 15000549 A EP15000549 A EP 15000549A EP 2923918 B1 EP2923918 B1 EP 2923918B1
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EP
European Patent Office
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steering wheel
steering
airbag
driver
crash
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EP15000549.4A
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English (en)
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Stephan Lorenz
Ingo Schütz
Ulrich Pfeiffer
Werner Wilding
Alwin Tuschkan
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Audi AG
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Audi AG
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Publication date
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    • B60R2021/161—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by additional means for controlling deployment trajectory

Definitions

  • the invention relates to an occupant protection device for a vehicle according to the preamble of claim 1 and to a method for the crash-induced actuation of a vehicle steering wheel by means of such an occupant protection device according to claim 9.
  • Such occupant protection device has in common practice a steering wheel airbag. In the event of a crash, this is ignited and thereby a support of the forward displacing driver allows.
  • a steering wheel airbag module in a hub region of a vehicle steering wheel.
  • the steering wheel airbag module together with its airbag can be rotationally coupled to the steering wheel.
  • the airbag may be designed in the deployed state in an asymmetrical shape adapted to the body shape of the driver.
  • the airbag may have a head impact head portion and a chest portion for a thorax impact.
  • optimum support function is achieved when the airbag sections coincide with the location of the corresponding body regions of the driver.
  • such a match is achieved when the steering wheel is in its straight-ahead position. In this case is at a positionally correct driver position optimal support function in the event of a crash can be achieved.
  • an asymmetric steering wheel airbag is provided.
  • the steering wheel airbag is also located in the hub area of the steering wheel, but rotatably coupled from the steering wheel. In this case, the steering wheel airbag always remains in its optimal orientation, regardless of the current rotational position of the steering wheel.
  • the steering system has inter alia a steering sensor which detects the Drehpositon and / or a rotary actuation of the steering wheel as a steering command.
  • a control device is provided with which an electromechanical actuator is electrically controlled in response to the steering command to adjust the respective steering angle of the steered vehicle wheels.
  • the steering system has a further electromechanical actuator, with which a force / travel control of the steering wheel takes place in order to provide the driver with a haptic feedback of, for example, the steering operation.
  • a generic occupant protection device with a steering wheel airbag module is known.
  • an actuating unit is provided, with the steering wheel of the vehicle wheels unchanged, the steering wheel is rotatable from a rotational position to a neutral position, which is identical to a straight-ahead position of the steering wheel.
  • the US 2013/0038044 A1 and the post-published EP 2 857 283 A1 also each describe an occupant protection device with an actuator that moves a steering wheel in a crash in a neutral position.
  • the DE 10 2012 017 680 A1 shows an occupant protection device, in which the steering wheel angle of a steering wheel is set to a predetermined target steering wheel angle in the event of a crash.
  • the target steering wheel angle is, for example, in a range of 20 ° or 10 °.
  • the object of the invention is to provide an occupant protection device for a vehicle in which a structurally simple manner, regardless of the currently set by the steering wheel vehicle wheel steering angle always optimal alignment of the steering wheel airbag is possible.
  • the occupant protection device has an actuating unit with which, with the steering angle of the steered vehicle wheels unchanged, the steering wheel can be rotated into a crash position, in which the airbag is optimally aligned with respect to the driver's position. It means that In the event of a crash, the steering wheel is temporarily turned into the crash position of a predefined rotational position. The rotation of the steering wheel takes place without influencing the steering. In this way, it is ensured in a structurally simple manner that in the event of a crash, an optimal support function of the steering wheel airbag is always possible.
  • the steering wheel in the event of a crash, is rotated in a straight-ahead direction shortly before or after the crash time in a defined time range. Only the steering wheel is turned, without influencing the steering.
  • the actuator required for this purpose and the steering wheel is part of a steer-by-wire steering system, in which a steering sensor detects a driver-side steering command and depending on the steering command, a control unit electrically actuates an actuator to the driver's side desired steering angle of the steered To adjust vehicle wheels.
  • a force-displacement control of the steering wheel in order to give the driver a haptic feedback. This means that in normal driving operation, the setting unit causes the haptic feedback and in the event of a crash, the setting unit adjusts the steering wheel in the crash position.
  • the rotation to the crash position can also be generated via an additional drive, such as a spring element or the like.
  • the steer-by-wire steering system is associated with a steering sensor.
  • the sensing of the steering wheel position may also be effected by the actuator itself.
  • the control unit, a computing unit Coordinated in the control unit, a computing unit, the required rotational actuation of the steering wheel in the crash position, in which the steering wheel airbag is optimally aligned.
  • the crash position of the steering wheel can be identical to its straight-ahead position.
  • the adjusting unit adjusts the steering wheel, in unaffected steering angle of the vehicle wheels, in the straight-ahead position.
  • the control device is additionally assigned a sensor element with which an actual driver position can be detected, for example a camera.
  • the control unit is fixed in dependence on the detected actual driver position, the steering wheel crash position, which may also be different from the straight-ahead position by way of example.
  • the crash position may be set so that the steering wheel airbag is aligned with respect to the out-of-position position of the driver.
  • the driver may be displaced in an out-of-position situation with his upper body in the direction of the center console. In the present application, such an out-of-position situation means that the vehicle occupant is not in his usual / unscheduled position.
  • the control unit can be in signal connection with a precrash sensor system. Upon detection of a precrash signal, the control unit associated adjusting unit can adjust the steering wheel in the crash position. After completion of this adjustment, the airbag is activated, that is ignited and deployed. With regard to a further increase in driver safety, it is advantageous if the setting unit blocks the steering wheel in its crash position during the activation of the airbag. That is, a rotation of the steering wheel is prevented both during the deployment of the airbag and during the immersion phase of the driver in the airbag. As mentioned above, the steering wheel setting process and the airbag activation take place in the precrash phase which precedes the crash time. The steering wheel adjusting process is in this case, preferably without temporal overlap, the time before airbag activation.
  • the control unit may be assigned a sensor element with which a steering wheel engagement of the driver can be determined during the crash-related steering wheel setting process. If there is such a steering wheel engagement, then if necessary, the actuator can cancel the control process.
  • the sensor element required for this purpose can be, for example, a camera or a moisture sensor, with which a driver contact with the steering wheel can be determined.
  • the sensor element may be a force measuring unit which detects a resistance force applied to the steering wheel during the adjustment process.
  • Fig. 1 is a simplified example of a test setup for simulating a vehicle crash as far as it is necessary for the understanding of the invention. Accordingly, in a vehicle interior 1 of a vehicle, not shown in more detail, a dummy 3 simulating the driver with seat belt 5 is positioned on a driver's seat 7. The dummy 3 is shown engaged with a vehicle steering wheel 9. In the Fig. 1 is simulated a driving situation in which the driver has 3, the steering wheel 9 is operated in a rotational position D, in which the vehicle wheels 11 are turned by a steering angle a to the left.
  • a Lenkradairbagmodul is installed, the airbag 15 ( Fig. 3 or 5 ) is covered by an airbag cover 14 in normal operation and in the event of a crash between the driver 3 and the steering wheel 9 is deployed.
  • the steering wheel airbag module is rotatably mounted together with the airbag 15 with the steering wheel 9.
  • the steering wheel 9 is part of a steer-by-wire steering system in which a mechanical connection between the steering wheel 9 and a coupled to the vehicle wheels 11 steering gear 17 is omitted in the present embodiment.
  • a control unit 19 in the steering system, which controls an actuator 21 in response to it.
  • the actuator 21 is in the Fig. 1 in unillustrated driving connection with the steering gear 17 in order to perform a driver's desired adjustment of the steering angle ⁇ of the steered vehicle wheels 11.
  • the control unit 19 is associated with a steering sensor 10, which detects the rotational position D (and / or a rotational actuation in the rotational position D) of the steering wheel 9 as a steering command.
  • the above-mentioned actuator 21 is driven.
  • the control unit 19 is associated with an actuating unit 23, with which a force / travel control of the steering wheel 9 can be carried out.
  • the driver 3 via the steering wheel 9 is provided a haptic feedback on, for example, the steering operation.
  • the following is based on the Fig. 1 to 4 described by the occupant protection device Precrashphase .DELTA.t P described in the timing diagram of Fig. 4 is illustrated.
  • the steering wheel adjusting operation ⁇ t LR is started at a time t 1 , specifically by a precrash signal S P generated by a precrash sensor 25 and directed to the control unit 19.
  • the setting unit 23 is controlled so that the steering wheel 9 from the current rotational position D ( Fig.
  • a crash position C in which the steering wheel airbag 15 is optimally aligned with respect to the driver position.
  • the steering wheel 9 is rotated in the rotational position D to the left, whereby the steered vehicle wheels 11 are taken with a steering angle ⁇ to the left.
  • the pre-crash phase .DELTA.t P shown at the time t 2 , in which the steering wheel 9 is already in its crash position C, which is here for example identical to a Straight ahead position of the steering wheel 9.
  • the steered vehicle wheels 11, however, are still deflected with unchanged steering angle ⁇ to the left, that is uninfluenced by the adjustment process .DELTA.t LR of the steering wheel.
  • the temporally downstream airbag activation .DELTA.t A in which the steering wheel airbag 15 is ignited and unfolds.
  • the steering wheel airbag 15 is shown in its fully deployed state, ie at a time t 3 immediately before the collision time t K.
  • the steering wheel airbag 15 is designed asymmetrically, with a lower in the vehicle vertical direction z thorax portion 27 and an upper head portion 29 for the head impact of the driver 3.
  • the actuator 23 blocks any rotational actuation of the steering wheel 9, so that the steering wheel 9 reliably remains in its crash position C.
  • the Crahsposition C of the steering wheel 9 which ensures optimal alignment of the airbag 15 with a normal driver position, set in the straight-ahead position of the steering wheel 9.
  • the crash position C of the steering wheel 9 is not set to the straight-ahead position, but rather the crash position C can be adapted to a current driver's position.
  • the control unit 19 has an additional sensor element 31, such as a camera, with which an actual driver position of the driver 3 can be detected.
  • the driver 3 is exemplified in a so-called out-of-position situation in which the upper body is displaced in the direction of a center console.
  • This driver position is detected by the sensor element 31 and passed a corresponding positioning signal to the control unit 19.
  • the control unit 19 as a function of the detected driver position, an optimal crash position C of the steering wheel certainly.
  • the adjustment process .DELTA.t LR in which the head portion 29 of the airbag 15 is no longer located in the vehicle vertical direction z in alignment above the thorax portion 27, but rather is inclined in the direction of the vehicle interior in accordance with the driver's upper body.
  • the adjusting unit 23 can also have a force-measuring device which detects a resistance force applied to the steering wheel 9 during the setting process .DELTA.t LR . If the resistance exceeds a predetermined threshold value, then the setting process ⁇ t LR can be aborted in order to avoid an impairment of the driver 9.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur crashbedingten Ansteuerung eines Fahrzeug-Lenkrads mittels einer solchen Insassenschutzvorrichtung nach dem Patentanspruch 9.
  • Eine solche Insassenschutzvorrichtung weist in gängiger Praxis einen Lenkrad-Airbag auf. Im Crashfall wird dieser gezündet und dadurch eine Abstützung des sich nach vorne verlagernden Fahrers ermöglicht.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, ein Lenkradairbagmodul in einem Nabenbereich eines Fahrzeug-Lenkrads einzubauen. Gegebenenfalls kann das Lenkradairbagmodul mitsamt seinem Airbag mit dem Lenkrad drehgekoppelt sein.
  • Der Airbag kann im entfalteten Zustand in einer asymmetrischen Form ausgelegt sein, die der Körperform des Fahrers angepasst ist. Beispielhaft kann der Airbag eine Kopfabschnitt für den Kopfaufprall sowie einen Thoraxabschnitt für einen Thoraxaufprall aufweisen. Bei einer solchen asymmetrischen Auslegung des Airbags wird eine optimale Stützfunktion dann erzielt, wenn die Airbagabschnitte mit der Lage der dazu korrespondierenden Körperregionen des Fahrers übereinstimmen. Im obigen gattungsgemäßen Stand der Technik wird eine solche Übereinstimmung dann erzielt, wenn sich das Lenkrad in seiner Geradeausfahrt-Stellung befindet. In diesem Fall ist bei einer lagerichtigen Fahrer-Position eine optimale Stützfunktion im Crashfall erzielbar.
  • Aus der DE 199 04 321 B4 ist eine weitere Insassenschutzvorrichtung bekannt, bei der ein asymmetrischer Lenkrad-Airbag vorgesehen ist. Der Lenkrad-Airbag ist ebenfalls im Nabenbereich des Lenkrads angeordnet, jedoch drehentkoppelt vom Lenkrad. In diesem Fall bleibt der Lenkrad-Airbag stets in seiner optimalen Ausrichtung, und zwar unabhängig von der aktuellen Drehposition des Lenkrads.
  • Hierbei ist zwar stets eine optimale Ausrichtung des Lenkrad-Airbags gewährleistet. Jedoch ist zwischen dem drehbaren Lenkrad und dem drehfesten Lenkradairbagmodul eine konstruktiv aufwendige Drehlagerung vorzusehen.
  • Zudem sind sogenannte Steer-by-wire-Lenksysteme bekannt, bei denen keine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und dem Lenkgetriebe erforderlich ist. Bei einem solchen Lenksystem ist eine vollständige elektronische Kraft- und Wegansteuerung von sowohl dem Lenkrad als aus dem gelenkten Fahrzeugrädern realisierbar. Hierzu hat das Lenksystem unter anderem einen Lenksensor, der die Drehpositon und/oder eine Drehbetätigung des Lenkrads als ein Lenkbefehl erfasst. Zudem ist ein Steuergerät vorgesehen, mit dem in Abhängigkeit vom Lenkbefehl ein elektromechanischer Aktor elektrisch ansteuerbar ist, um den jeweiligen Lenkwinkel der gelenkten Fahrzeugräder einzustellen. Darüberhinaus weist das Lenksystem einen weiteren elektromechanischen Aktor auf, mit dem eine Kraft-/Wegansteuerung des Lenkrads erfolgt, um den Fahrer eine haptische Rückmeldung von zum Beispiel dem vorgenommenen Lenkvorgang bereitzustellen.
  • Aus der JP 2005 112130 A ist eine gattungsgemäße Insassenschutzvorrichtung mit einem Lenkradairbagmodul bekannt. Dabei ist eine Stelleinheit vorgesehen, mit der bei unverändertem Lenkwinkel der Fahrzeugräder das Lenkrad von einer Drehstellung in eine Neutralstellung drehbar ist, die identisch mit einer Geradeausfahrt-Stellung des Lenkrads ist.
  • Die US 2013/0038044 A1 und die nachveröffentlichte EP 2 857 283 A1 beschreiben ebenfalls jeweils eine Insassenschutzvorrichtung mit einer Stelleinheit, die ein Lenkrad bei einem Crashfall in eine Neutralstellung bewegt.
  • Die DE 10 2012 017 680 A1 zeigt eine Insassenschutzvorrichtung, bei der im Crashfall der Lenkradwinkel eines Lenkrads auf einen vorbestimmten Soll-Lenkradwinkel eingestellt wird. Der Soll-Lenkradwinkel liegt dabei beispielsweise in einem Bereich von 20° oder 10°.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der in konstruktiv einfacher Weise unabhängig von dem aktuell vom Lenkrad eingestellten Fahrzeugrad-Lenkwinkel stets eine optimale Ausrichtung des Lenkrad-Airbags ermöglicht ist.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Gemäß dem Patentanspruch 1 weist die Insassenschutzvorrichtung eine Stelleinheit auf, mit der bei unverändertem Lenkwinkel der gelenkten Fahrzeugräder das Lenkrad in eine Crashposition drehbar ist, bei der der Airbag gegenüber der Fahrer-Position optimal ausgerichtet ist. Das heißt, dass das Lenkrad im Crashfall kurzfristig in die Crashposition vordefinierter Drehlage gedreht wird. Die Drehung des Lenkrades erfolgt dabei ohne Beeinflussung der Lenkung. Auf diese Weise ist in konstruktiv einfacher Weise gewährleistet, dass im Crashfall stets eine optimale Stützfunktion des Lenkrad-Airbags ermöglicht ist.
  • Beispielhaft wird das Lenkrad im Crashfall in einem definierten Zeitbereich kurz vor oder nach dem Crashzeitpunkt in eine Geradeausfahrt-Ausrichtung gedreht. Dabei wird nur das Lenkrad gedreht, und zwar ohne Beeinflussung der Lenkung.
  • In einer technischen Realisierung ist die hierzu erforderliche Stelleinheit sowie das Lenkrad Bestandteil eines Steer-by-wire-Lenksystems, bei dem ein Lenksensor einen fahrerseitigen Lenkbefehl erfasst und in Abhängigkeit von dem Lenkbefehl ein Steuergerät einen Aktor elektrisch ansteuert, um dem fahrerseitig gewünschten Lenkwinkel der gelenkten Fahrzeugräder einzustellen. In dem Steer-by-wire-Lenksystem erfolgt mittels der erfindungsgemäßen Stelleinheit eine Kraft-Weg-Ansteuerung des Lenkrads, um den Fahrer eine haptische Rückmeldung zu vermittelt. Das heißt, dass im normalen Fahrbetrieb die Stelleinheit die haptische Rückmeldung veranlasst und im Crashfall die Stelleinheit das Lenkrad in die Crashposition verstellt.
  • Optional kann die Drehung in die Crashposition auch über einen zusätzlichen Antrieb, wie etwa einem Federelement oder dergleichen, erzeugt werden. Wie oben angegeben, ist dem Steer-by-wire-Lenksystem ein Lenksensor zugeordnet. Alternativ dazu kann die Sensierung der Lenkradposition je nach Ausführung auch von der Stelleinheit selbst erfolgen. Im Steuergerät koordiniert, eine Recheneinheit die erforderliche Drehbetätigung des Lenkrades in die Crashposition, in der der Lenkrad-Airbag optimal ausgerichtet ist.
  • In einer nicht von der Erfindung umfassten, technischen Realisierung kann die Crashposition des Lenkrads identisch mit dessen Geradeausfahrt-Stellung sein. Im Crashfall verstellt daher die Stelleinheit das Lenkrad, bei unbeeinflusstem Lenkwinkel der Fahrzeugräder, in die Geradeausfahrt-Stellung.
  • Erfindungsgemäß ist dem Steuergerät zusätzlich ein Sensorelement zugeordnet, mit dem eine Ist-Fahrerposition erfassbar ist, etwa eine Kamera. In diesem Fall steht das Steuergerät in Abhängigkeit von der erfassten Ist-Fahrerposition die Lenkrad-Crashposition fest, die beispielhaft auch unterschiedlich zur Geradeausfahrt-Stellung sein kann. Erhält beispielhaft das Steuergerät eine Information für einen Out-of-Position-Fall des Fahrers, so kann die Crashposition so festgelegt werden, dass der Lenkrad-Airbag im Hinblick auf die Out-of-Position-Lage des Fahrers ausgerichtet ist. Beispielhaft kann der Fahrer in einer Out-of-Position-Lage mit seinem Oberkörper in Richtung auf die Mittelkonsole verlagert sein. In der vorliegenden Anmeldung ist unter einer solchen Out-of-Position-Lage der Sachverhalt zu verstehen, dass sich der Fahrzeuginsasse nicht in seiner üblichen/nicht vorgesehenen Position befindet.
  • Das Steuergerät kann mit einer Precrashsensorik in Signalverbindung sein. Bei Erfassung eines Precrashsignals kann die dem Steuergerät zugeordnete Stelleinheit das Lenkrad in die Crashposition verstellen. Nach erfolgter Durchführung dieses Stellvorgangs wird der Airbag aktiviert, das heißt gezündet und entfaltet. Im Hinblick auf eine weitere Steigerung der Fahrer-Sicherheit ist es von Vorteil, wenn während der Airbag-Aktivierung die Stelleinheit das Lenkrad in seiner Crashposition blockiert. D.h., eine Drehung des Lenkrades wird sowohl während der Airbag-Entfaltung als auch während der Eintauchphase des Fahrers in den Airbag verhindert. Wie oben erwähnt, erfolgt der Lenkrad-Stellvorgang sowie die Airbag-Aktivierung in der, dem Crashzeitpunkt vorgelagerten Precrashphase. Der Lenkrad-Stellvorgang ist dabei, bevorzugt ohne zeitliche Überlappung, der Airbagaktivierung zeitlich vorgelagert.
  • Zur weiteren Steigerung der Fahrer-Sicherheit im Crashfall kann dem Steuergerät ein Sensorelement zugeordnet sein, mit dem während des crashbedingten Lenkrad-Stellvorgangs ein Lenkradeingriff des Fahrers ermittelbar ist. Liegt ein solcher Lenkradeingriff vor, so kann gegebenenfalls die Stelleinheit den Stellvorgang abbrechen. Das hierzu erforderliche Sensorelement kann beispielhaft eine Kamera oder ein Feuchtigkeitssensor sein, mit dem ein Fahrerkontakt mit dem Lenkrad ermittelbar ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Sensorelement eine Kraftmesseinheit sein, die beim Verstellvorgang eine auf das Lenkrad aufgebrachte Widerstandskraft erfasst.
  • Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
  • Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    in einer Prinzipdarstellung einen Versuchsaufbau zur Simulation eines Fahrzeugcrashs mit den in einem Blockschaltbild dargestellten Programmbausteinen der Insassenschutzvorrichtung;
    Fig. 2 und 3
    jeweils Anrichten entsprechend der Fig. 1, in denen eine Precrashphase angedeutet ist;
    Fig. 4
    ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung einer beispielhaften Precrashphase; und
    Fig. 5
    in einer Ansicht entsprechend der Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In der Fig. 1 ist grob vereinfacht ein Versuchsaufbau zur Simulation eines Fahrzeugcrashs insoweit dargestellt, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Demzufolge ist in einem Fahrzeuginnenraum 1 eines nicht näher gezeigten Fahrzeugs ein, den Fahrer simulierender Dummy 3 mit angelegtem Sicherheitsgurt 5 auf einem Fahrersitz 7 positioniert. Der Dummy 3 ist im Eingriff mit einem Fahrzeug-Lenkrad 9 dargestellt. In der Fig. 1 ist eine Fahrbetriebssituation nachgebildet, in der der Fahrer 3 das Lenkrad 9 in eine Drehposition D betätigt hat, in der die Fahrzeugräder 11 um einen Lenkwinkel a nach links eingeschlagen sind.
  • Im Nabenbereich 13 des Lenkrads 9 ist ein Lenkradairbagmodul eingebaut, dessen Airbag 15 (Fig. 3 oder 5) im Normalbetrieb von einem Airbagdeckel 14 überdeckt ist und im Crashfall zwischen dem Fahrer 3 und dem Lenkrad 9 entfaltbar ist. Das Lenkradairbagmodul ist zusammen mit dem Airbag 15 drehgekoppelt mit dem Lenkrad 9 eingebaut.
  • Das Lenkrad 9 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel Bestandteil eines Steer-by-wire-Lenksystems, bei dem auf eine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 9 und einem mit den Fahrzeugrädern 11 gekoppelten Lenkgetriebe 17 verzichtet ist. Anstelle einer solchen mechanischen Verbindung werden im Lenksystem Lenkbefehle des Fahrers 3 in einem Steuergerät 19 verarbeitet, das in Abhängigkeit davon einen Aktor 21 elektrisch ansteuert. Der Aktor 21 ist in der Fig. 1 in nicht dargestellter trieblicher Verbindung mit dem Lenkgetriebe 17, um eine fahrerseitig gewünschte Einstellung des Lenkwinkels α der gelenkten Fahrzeugräder 11 durchzuführen. Dem Steuergerät 19 ist ein Lenksensor 10 zugeordnet, der die Drehposition D (und/oder eine Drehbetätigung in die Drehposition D) des Lenkrads 9 als einen Lenkbefehl erfasst. In Abhängigkeit von dem erfassten Lenkbefehl wird der oben erwähnte Aktor 21 angesteuert. Zudem ist dem Steuergerät 19 eine Stelleinheit 23 zugeordnet, mit der eine Kraft-/Wegansteuerung des Lenkrads 9 durchführbar ist. Mit Hilfe der Stelleinheit 23 wird dem Fahrer 3 über das Lenkrad 9 eine haptische Rückmeldung über zum Beispiel den Lenkvorgang bereitgestellt.
  • Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 bis 4 eine von der Insassenschutzvorrichtung durchgeführte Precrashphase ΔtP beschrieben, die im Zeitdiagramm der Fig. 4 veranschaulicht ist. Wie aus der Fig. 4 hervorgeht, ist die Precrashphase ΔtP in einen Lenkrad-Stellvorgang ΔtLR und in eine zeitlich nachgelagerte Airbag-Aktivierung ΔtA aufgeteilt, die ohne zeitliche Überlappung erfolgen. Der Lenkrad-Stellvorgang ΔtLR wird zu einem Zeitpunkt t1 gestartet, und zwar durch ein von einer Precrashsensorik 25 generiertes Precrashsignal SP, das zum Steuergerät 19 geleitet wird. Hierbei wird die Stelleinheit 23 so angesteuert, dass sich das Lenkrad 9 von der aktuellen Drehposition D (Fig. 1) in eine Crashposition C verstellt, in der der Lenkrad-Airbag 15 gegenüber der Fahrer-Position optimal ausgerichtet ist. Beispielhaft ist in der Fig. 1 das Lenkrad 9 in der Drehposition D nach links gedreht, wodurch auch die gelenkten Fahrzeugräder 11 mit einem Lenkwinkel α nach links eingeschlagen sind. Demgegenüber ist in der Fig. 2 die Precrashphase ΔtP im Zeitpunkt t2 gezeigt, bei der sich das Lenkrad 9 bereits in seiner Crashposition C befindet, die hier beispielhaft identisch ist mit einer Geradeausfahrt-Stellung des Lenkrads 9. Die gelenkten Fahrzeugräder 11 sind dagegen nach wie vor mit unverändertem Lenkwinkel α nach links ausgelenkt, das heißt unbeeinflusst von dem Stellvorgang ΔtLR des Lenkrads 9.
    Nach Abschluss des Lenkvorganges ΔtLR erfolgt zum Zeitpunkt t2 die zeitlich nachgelagerte Airbagaktivierung ΔtA, bei der der Lenkrad-Airbag 15 gezündet wird und sich entfaltet. In der Fig. 3 ist der Lenkrad-Airbag 15 in seinem vollständig entfalteten Zustand gezeigt, d.h. zu einem Zeitpunkt t3 unmittelbar vor dem Kollisionszeitpunkt tK. Demzufolge ist der Lenkrad-Airbag 15 asymmetrisch ausgelegt, und zwar mit einem in der Fahrzeughochrichtung z unteren Thoraxabschnitt 27 und einem oberen Kopfabschnitt 29 für den Kopfaufprall des Fahrers 3. Während der Airbagaktivierung ΔtA blockiert die Stelleinheit 23 jegliche Drehbetätigung des Lenkrads 9, so dass das Lenkrad 9 zuverlässig in seiner Crashposition C verbleibt.
  • In den Fig. 2 und 3 ist die Crahsposition C des Lenkrads 9, die eine optimale Ausrichtung des Airbags 15 mit einer normalen Fahrerposition gewährleistet, bei der Geradeausfahrt-Stellung des Lenkrads 9 festgelegt. Demgegenüber ist im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Fig. 5 die Crashposition C des Lenkrads 9 nicht auf die Geradeausfahrt-Stellung festgelegt, sondern kann vielmehr die Crashposition C einer aktuellen Fahrerposition angepasst werden. Hierzu weist das Steuergerät 19 ein zusätzliches Sensorelement 31, etwa eine Kamera, auf, mit der eine Ist-Fahrerposition des Fahrers 3 erfassbar ist. In der Fig. 5 befindet sich der Fahrer 3 beispielhaft in einer sogenannten Out-of-Position-Lage, bei der dessen Oberkörper in Richtung auf eine Mittelkonsole verlagert ist. Diese Fahrer-Position wird durch das Sensorelement 31 erfasst und ein entsprechendes Positionierungssignal zum Steuergerät 19 geleitet. Im Steuergerät 19 wird in Abhängigkeit von der erfassten Fahrerposition eine optimale Crashposition C des Lenkrades bestimmt. Im Anschluss daran erfolgt der Verstellvorgang ΔtLR, bei dem der Kopfabschnitt 29 des Airbags 15 nicht mehr in Fahrzeughochrichtung z in Flucht oberhalb des Thoraxabschnittes 27 angeordnet ist, sondern vielmehr in Übereinstimmung mit dem Fahrer-Oberkörper in Richtung Fahrzeuginnenseite geneigt ist.
  • Die Stelleinheit 23 kann zudem eine Kraftmesseinrichtung aufweisen, die eine beim Stellvorgang ΔtLR auf das Lenkrad 9 aufgebrachte Widerstandskraft erfasst. Überschreitet die Widerstandskraft einen vorgegebenen Schwellwert, so kann der Stellvorgang ΔtLR abgebrochen werden, um eine Beeinträchtigung des Fahrers 9 zu vermeiden.

Claims (9)

  1. Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Lenkradairbagmodul, das in einem Nabenbereich (13) eines Fahrzeug-Lenkrads (9) angeordnet ist und dessen Airbag (15) im Crashfall zwischen dem Fahrer (3) und dem Lenkrad (9) entfaltbar ist, bei dessen Drehbetätigung in eine Drehposition (D) die gelenkten Fahrzeugräder (11) um einen Lenkwinkel (α) einschlagbar sind, wobei die Insassenschutzvorrichtung eine Stelleinheit (23) aufweist, mit der bei unverändertem Lenkwinkel (α) der Fahrzeugräder (11) das Lenkrad (9) von der Drehposition (D) in eine Crashposition (C) drehbar ist, in der der Airbag (15) gegenüber der Fahrer-Position ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät (19) ein Sensorelement (31) zur Erfassung einer Ist-Fahrerposition zugeordnet ist, und dass mittels des Steuergeräts (19) die Crashposition (C) des Lenkrads (9) bestimmbar ist, so dass in einem Out-of-Position-Fall die Drehwinkellage des Lenkrads (9) in Abhängigkeit von der Ist-Fahrerposition anpassbar ist.
  2. Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkrad (9) Bestandteil eines Steer-by-wire-Lenksystems ist, und zwar mit einem Lenksensor (10), der eine Drehposition und/oder eine Drehbetätigung des Lenkrads (9) als einen Lenkbefehl erfasst, und mit einem Steuergerät (19), mit dem in Abhängigkeit vom Lenkbefehl ein Aktor (21) elektrisch ansteuerbar ist zur Einstellung des Lenkwinkels (α) der gelenkten Fahrzeugräder (11), und dass insbesondere mittels der Stelleinheit (23) eine Kraft-/Wegansteuerung des Lenkrads (9) durchführbar ist, mit der eine haptische Rückmeldung für den Fahrer (3) bereitstellbar ist.
  3. Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (15) im entfalteten Zustand in asymmetrischer Form ausgelegt ist, und zwar insbesondere mit einem Thoraxabschnitt (27) und einem Kopfabschnitt (29).
  4. Insassenschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbagmodul zusammen mit dem Airbag (15) mit dem Lenkrad (9) drehgekoppelt ist.
  5. Insassenschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (19) mit einer Precrashsensorik (25) in Signalverbindung ist, und dass bei Generierung eines Precrashsignals (SP) das Lenkrad (9) mittels der Stelleinheit (23) in die Crashposition (C) verstellbar ist, und/oder dass nach erfolgtem Stellvorgang (ΔtLR) eine zeitlich nachgelagerte Airbag-Aktivierung (ΔtA) durchführbar ist, wobei der Stellvorgang (ΔtLR) und die Airbag-Aktivierung (ΔtA) insbesondere ohne zeitliche Überlappung durchführbar sind.
  6. Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Airbag-Aktivierung (ΔtA) das Lenkrad (9) mittels der Stelleinheit (23) in seiner Crashposition (C) blockiert ist.
  7. Insassenschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät (19) ein Sensorelement zugeordnet ist, mit dem beim Verstellvorgang (ΔtLR) in die Crashposition (C) ermittelbar ist, ob ein Lenkradeingriff des Fahrers (3) vorliegt, und dass insbesondere bei Vorliegen eines Lenkradeingriffs die Stelleinheit (23) den Verstellvorgang (ΔtLR) abbricht.
  8. Insassenschutzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement eine Kamera oder ein Feuchtigkeitssensor ist, mit deren Hilfe ein Kontakt des Fahrers (3) mit dem Lenkrad (9) ermittelbar ist, und/oder das Sensorelement eine Kraftmesseinheit ist, die eine beim Verstellvorgang (ΔtLR) auf das Lenkrad (9) aufgebrachte Widerstandskraft erfasst.
  9. Verfahren zur crashbedingten Ansteuerung eines Fahrzeug-Lenkrads (9) mittels einer Insassenschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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